正电子源是通过人工的方法(核反应、放射性同位素、加速器和高能伽马光)产生正电子的放射源。基于正电子源发展出了正电子寿命谱、多普勒展宽谱和角动量分布谱测量等多种技术手段。正电子检测技术具有可测量小尺度、低浓度损伤的优势,分辨率也极高的优点,同时在表面、界面和体相都有极好发挥,是目前对原子级别的损伤最具灵敏性的探测手段,在化学、物理、生物医学以及反物质研究等领域具有很高的应用潜力。本论文介绍了正电子的发现及应用历史,并对国内外的正电子源深入调研,为基于加速器的快正电子源技术探究和材料表面、表层研究平台的进一步扩充搭建,完成了初步的物理设计。使用EGSnrc软件优化了快正电子源的转换靶物理参数的设计。靶材物理设计考虑了打靶束流的能量,靶材的温升,靶材材质和厚度等多方面因素。分析了打靶后转化的正电子的物理状态。快正电子源的打靶束流基于合肥光源高亮度注入器,打靶束流能量为30MeV,选择了钨作为靶材,最终得到的正电子转化率为2.28%。对匹配聚焦系统的束流运动做了理论推导,并使用Parmela软件模拟验证了理论结果。分别对四分之一波长变换器和绝热匹配聚焦螺线管进行了有效的理论计算,并对最终选择的绝热匹配聚焦螺线管引入更精确的数学模型。设计了两种接受度的匹配聚焦螺线管,且使用Parmela软件分别对其进行了模拟追踪计算,计算出传输效率分别为72%和31.5%。最后针对两种接受度的输运段,我们采用线性束流动力学追踪的Trace-3D软件分别进行了整体设计。在最优的匹配段和输运段设计方案中,将输运线末端的束斑尺寸压缩在±5mm。且提供了一种基于triplet的输运段设计方案,为将来优化提供更参考。